益生菌漱口水懸浮體系的開發(fā)研究

李勁峰 高 鷹 寧科功 張秋霞 劉 萍 伍 鵬

(云南白藥集團(tuán)股份有限公司，云南 昆明 650217)

引言

口腔內(nèi)致病菌是導(dǎo)致口腔疾病的重要因素之一。例如口腔變異鏈球菌過度繁殖，會(huì)導(dǎo)致齲齒產(chǎn)生；牙齦卟啉單胞菌過度繁殖，會(huì)導(dǎo)致口臭、牙齦炎、牙周炎等。在口腔健康的情況下，口腔內(nèi)微生態(tài)處于平衡狀態(tài)，這些微生物在口腔不同部位共棲競爭和拮抗，此時(shí)口腔內(nèi)益生菌能有效的抑制致病菌的生長。當(dāng)口腔微生態(tài)遭到破壞，有害菌大量繁殖，口腔疾病也由此而來[1]。

使用漱口水能使清潔成分到達(dá)刷牙容易忽視的粘膜、舌苔、舌背等部位， 對(duì)清潔口腔細(xì)菌有著不可替代的作用。然而一些添加抑菌劑的漱口水雖然能殺滅口腔內(nèi)細(xì)菌，但同時(shí)也會(huì)殺滅口腔內(nèi)有益菌，具有破壞口腔菌群平衡的風(fēng)險(xiǎn)。益生菌能夠選擇性抑制口腔致病菌活性，甚至與致病菌結(jié)合，降低致病菌在口中的數(shù)量，從而減少致病菌對(duì)口腔組織的不良影響。同時(shí)還可能通過調(diào)節(jié)口腔組織免疫能力，提高組織的抗病能力，從而對(duì)齲齒、牙周病、口腔異味等的預(yù)防發(fā)揮積極的作用[2]。

由于益生菌是細(xì)胞結(jié)構(gòu)，強(qiáng)行溶解將會(huì)破壞其生物活性，因此，要將益生菌添加到漱口水中就必須有合適的懸浮體系讓其均勻分散在漱口水中。結(jié)冷膠形成的膠體結(jié)構(gòu)具有懸浮性好、流變性能好等優(yōu)點(diǎn)，這能既讓益生菌能夠被很好的分散、懸浮，又讓漱口水不粘膩，具有清水一般的口感[3]。

通過研究結(jié)冷膠與K型卡拉膠、黃原膠、透明質(zhì)酸、泊洛沙姆等流變調(diào)節(jié)劑的互配性能，揭示了以上各原料的流變學(xué)特性，同時(shí)找到了一個(gè)適合的益生菌漱口水配方。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 試劑

關(guān)鍵成分：結(jié)冷膠(帝斯曼潤邦生物科技有限公司)；黃原膠(山東中軒股份有限公司)；透明質(zhì)酸(華熙福瑞達(dá)生物醫(yī)藥有限公司)；泊洛沙姆407(德國巴斯夫股份有限公司)；K型卡拉膠(天茁生物科技有限公司)。

1.2 儀器

流變儀(美國BROOKFIELD,DV3TRV型)；電動(dòng)攪拌儀(IKA RW20)；電子天平(梅特勒-托利多，ME4002E型)；恒溫水浴鍋(國華電器有限公司)；恒溫培養(yǎng)箱(上海博訊實(shí)業(yè)有限公司)；恒溫恒濕箱(BINDER)；冰箱(博西華家用電器有限公司)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

以結(jié)冷膠互配K型卡拉膠、黃原膠、透明質(zhì)酸、泊洛沙姆為因素，參照正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，采用L9(34)設(shè)計(jì)了兩個(gè)正交實(shí)驗(yàn)，具體配伍如表1、表2所示。

根據(jù)表1、表2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，其余成分均按照表3添加，使用電動(dòng)攪拌儀以相同的工藝制成漱口水，具體工藝為：先將膠體分散于甘油、山梨醇，再加入去離子水，充分?jǐn)嚢?，并加熱至一定溫度下保?5分鐘，然后降溫至40℃，再將配方中的其余成分依次加入，直至混合均勻，裝瓶。

表1 正交實(shí)驗(yàn)1方案(%)

表2 正交實(shí)驗(yàn)2方案(%)

表3 漱口水其余配方原料

1.4 漱口水性能測(cè)定

1.4.1 漱口水外觀判定

觀察漱口水外觀，判定其流動(dòng)性、懸浮性等特征。半流體為部分結(jié)膠，部分可流動(dòng)狀態(tài)；塑性凝膠為完全結(jié)膠狀態(tài)，膠體在受力后斷裂；彈性凝膠為完全結(jié)膠狀態(tài)，膠體富有彈性，受力后反彈。

1.4.2 漱口水口感判定

通過使用漱口水漱口，判斷漱口水是否粘膩、帶來不清爽的感覺。判定結(jié)果以優(yōu)良中差來表示。優(yōu)：像水一樣清爽；良：略有稠厚感，但能接受；中：稠厚感強(qiáng)烈，影響使用；差：過稠厚，不能正常使用。

1.4.3 漱口水穩(wěn)定性判定

將漱口水置于48℃、40℃、40℃與-10℃冷熱循環(huán)條件下，觀察其外觀是否有變化。輕搖既混勻既判定為穩(wěn)定，輕搖不能混勻既判定為分層。

1.4.4 漱口水流變性能測(cè)定

屈服力測(cè)定：待測(cè)漱口水先在25℃恒溫水浴鍋中恒溫至中心溫度為25℃，將漱口水置于250ml燒杯中，使用流變儀測(cè)定其屈服力。

流變性能測(cè)定：待測(cè)漱口水先在25℃恒溫水浴鍋中恒溫至中心溫度為25℃，將漱口水置于250ml燒杯中，設(shè)置流變儀轉(zhuǎn)速為0.5、1、4、10、20、10、5、0.5依次測(cè)定粘度，使用SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，由轉(zhuǎn)速0.5上升至20測(cè)定的粘度數(shù)據(jù)進(jìn)行冪函數(shù)回歸分析得出假塑性曲線方程(Y=J*XK)，由轉(zhuǎn)速20下降至0.5測(cè)定的粘度數(shù)據(jù)進(jìn)行冪函數(shù)回歸分析得出恢復(fù)曲線方程(Y=L*XM)[4,5]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 漱口水外觀、口感、穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果

待測(cè)漱口水的外觀、口感、穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果如表4、5所示。

表4 實(shí)驗(yàn)1漱口水的外觀、口感、穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果

表5 實(shí)驗(yàn)2漱口水的外觀、口感、穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果

2.1.2 漱口水流變學(xué)性能測(cè)定結(jié)果

待測(cè)漱口水的流變學(xué)性能測(cè)試結(jié)果如表6、7所示。

表6 實(shí)驗(yàn)1漱口水的流變學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果

表7 實(shí)驗(yàn)2漱口水的流變學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果

2.2 數(shù)據(jù)處理

2.2.1 膠體對(duì)漱口水性能影響

首先將漱口水的各項(xiàng)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)化，如表8所示，以便于軟件分析。

表8漱口水感官指標(biāo)數(shù)據(jù)化

以漱口水配方中各變量因素為自變量(結(jié)冷膠：A、K型卡拉膠：B、黃原膠：C、透明質(zhì)酸：D、泊洛沙姆：E、用SPSS軟件對(duì)外觀、口感、穩(wěn)定性等數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如表9所示。

表9 膠體對(duì)漱口水性能影響的回歸方程

2.2.2 膠體對(duì)漱口水流變學(xué)參數(shù)的影響

以漱口水配方中各變量因素為自變量(結(jié)冷膠：A，K型卡拉膠：B、黃原膠：C、透明質(zhì)酸：D、泊洛沙姆：E)，用SPSS軟件對(duì)流變學(xué)方程系數(shù)及屈服力進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如表10所示。

表10 膠體對(duì)漱口水流變學(xué)參數(shù)的影響的回歸方程

2.2.3 流變學(xué)參數(shù)與漱口水性能的關(guān)系

以流變學(xué)系數(shù)為自變量，漱口水性能為因變量進(jìn)行回歸分析，未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性。

3 結(jié)果分析及討論

整體上，結(jié)冷膠與K型卡拉膠的懸浮體系都能夠有效懸浮住益生菌，然而都存在48℃高溫及冷熱循環(huán)條件下輕微分層的情況，在本研究中這個(gè)問題并沒有得到有效解決，只能通過輕搖來混勻。由于漱口水在運(yùn)輸及消費(fèi)者購買的情景中都會(huì)經(jīng)歷輕搖的過程，因此以輕搖混勻?yàn)榕卸ǚ€(wěn)定的條件。

從表9數(shù)據(jù)可得出以下結(jié)論：

在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，K型卡拉膠與透明質(zhì)酸的量增加會(huì)帶來口感稠厚，從數(shù)據(jù)看，卡拉膠與透明質(zhì)酸添加量建議低于0.05%；

在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，結(jié)冷膠易使體系形成塑性凝膠，而加入透明質(zhì)酸能改善結(jié)膠狀況，使體系回歸流體狀，從數(shù)據(jù)上看，結(jié)冷膠添加量超過0.09%則必然形成塑性凝膠，而添加結(jié)冷膠1.6倍的透明質(zhì)酸就能讓體系回到流體狀態(tài)，避免塑性凝膠形成；

在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，黃原膠使體系更易形成彈性凝膠；

在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，結(jié)冷膠的量增加使體系趨于不穩(wěn)定，這可能是由于結(jié)冷膠形成塑性凝膠，使漱口水在分層后不易搖勻；

泊洛沙姆對(duì)漱口水的性能幾乎沒有影響；

在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，益生菌都能被很好的懸浮分散。

考察了膠體對(duì)漱口水流變學(xué)性能的影響，然而實(shí)驗(yàn)結(jié)論顯示流變學(xué)性能對(duì)漱口水的各方面性能都沒有明顯的相關(guān)性。

流變學(xué)系數(shù)J體現(xiàn)了流體的黏度大小，J值越大，流體的黏度也越大；系數(shù)K體現(xiàn)了流體受外力后黏度減小的趨勢(shì)，K值越小，流體受外力后黏度下降的值約多；系數(shù)L、M反應(yīng)了流體黏度在外力消失后恢復(fù)到原狀態(tài)的能力，L值越大、M值越小，則外力消失后黏度恢復(fù)到原狀態(tài)的速度越快。所以J、K、L值越小、M值越大，則流體黏度越小，且受力后黏度會(huì)下降得更多。

理論上，黏度越小的漱口水會(huì)帶來更加清爽的口感，因此益生菌漱口水的研發(fā)一開始是在保證懸浮能力的基礎(chǔ)上探求低粘度的體系。然而從結(jié)論來看，黏度并不能完全體現(xiàn)漱口水的口感。原因可能是具備懸浮體系的流體本身與清水在流變性質(zhì)上存在差異，清水的黏度不會(huì)隨外力改變，而口腔更傾向于把流變性質(zhì)類似于清水這樣的體系識(shí)別為“優(yōu)”，把具備假塑性流變性質(zhì)的流體識(shí)別為“差”。因此，在設(shè)計(jì)漱口水時(shí)，不能單純探求低粘度，而應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮。

4 結(jié)論

益生菌是有益口腔的新生代原料，但由于其不能溶解且密度較大，不易添加在水劑產(chǎn)品中。本研究考察了幾種懸浮劑在益生菌漱口水中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)在結(jié)冷膠體系下，益生菌能夠很好的被懸浮分散。相比K型卡拉膠，結(jié)冷膠更能夠塑造水一樣低粘度的口感；在體系狀態(tài)上，結(jié)冷膠傾向于形成塑性凝膠，加入黃原膠能使塑性凝膠轉(zhuǎn)化為彈性凝膠，加入透明質(zhì)酸能使體系還原為流體狀態(tài)；而透明質(zhì)酸會(huì)給漱口水帶來口感稠厚的感覺，因此需要合理選擇其添加量。